Акустико-эмиссионный контроль (АЭК) оборудования кислородазотдобывающих станций Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Михайлова Н.Л.1, Черницов Н.С.2, Логваль Д.А.3, Трофимова А.А.4, Шестаков А.А.5 ©

руководитель УЦ АНО НТЦ "ТЕХНОПРОГРЕСС"; 2инженер по обследованию ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС»; 3инженер по обследованию ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС»; 4эксперт ООО «ЛЕНПРОМЭКСПЕРТИЗА»;5преподаватель АНО НТЦ "ТЕХНОПРОГРЕСС"

АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ (АЭК) ОБОРУДОВАНИЯ КИСЛОРОДАЗОТДОБЫВАЮЩИХ СТАНЦИЙ

Аннотация

Данная статья посвящена вопросу области применения акустико -эмиссионного метода контроля при диагностировании технического состояния баллонов

кислородазотдобывающих станций.

Ключевые слова: акустико-эмиссионный метод, неразрушающий контроль, пневматические испытания.

Keywords: acoustic emission method, non-destructive testing, pneumatic testing.

Акустико -эмиссионный метод контроля рассмотренный в настоящей статье, может использоваться при диагностике оборудования кислородазотдобывающих станций СКДС-100В, АКДС-70М, АКДС-70М2, АКДС-70М2-01, ТКДС-100, ТКДС-100В, ТКДС-100В-1.

Акустико -эмиссионный метод контроля основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформции и разрушения (роста трещин) контролируемых объектов. Другим источником АЭ контроля является истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте. Подготовка к процедуре акустико-эмиссионного контроля включает в себя следующие действия:

- предварительное ознакомление с объектом контроля с целью изучения технической возможности проведения контроля.

- подготовка необходимой для проведения контроля проектной и технической документации на объекте контроля с фактическими условиями и режимами эксплуатации.

- составление программы работ по АЭ контролю объекта.

Визуальный осмотр наружной поверхности и измерительный контроль баллонов проводится с целью обнаружения и определения размеров дефектов. Оценка выявленных при осмотре деформированных участков поверхности баллонов производится путем замера максимального прогиба и площади деформированного участка. Замер производится мерительным инструментом, обеспечивающим погрешность ±1,0 мм. Баллоны, в которых при проведении визуального и измерительного контроля обнаружены дефекты, выходящие за пределы допустимых норм, бракуются. Результаты осмотра оформляются в виде протокола, подписываемого специалистами организации, проводящей контроль. Контролируемые размеры должны соответствовать требованиям ГОСТ 9731-79 и представленными в табл. 1. (1)

Таблица 1

Тип баллона ГОСТ Объем V, л Наружный диаметр цилиндрической части, Бн, мм Длина корпуса L, мм Толщина стенки S, мм, не менее

2-160-19,6 9731-79 160 377 2020 15,2

© Михайлова Н.Л., Черницов Н.С., Логваль Д.А., Трофимова А.А., Шестаков А.А., 2016 г.

Пневматические испытания проводятся при положительных результатах наружного осмотра, а также визуально-измерительного контроля баллонов. АЭК при проведении пневматических испытаний, осуществляется в соответствии с требованиями Правил организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (ПБ 03-593-03). (2).

Для размещения акустико-эмиссионной аппаратуры необходимо:

- обеспечить доступ к местам установки преобразователей АЭ (ПАЭ) на объекте контроля;

- выделить персонал для вспомогательных работ, включая зачистку поверхности в местах установки ПАЭ;

- обеспечить изменение нагрузки на объекте во время пневматических испытаний согласно графику нагружения;

- при проведении пневматических испытаний баллонов с контролем процесса

нагружения методом акустико-эмиссионного контроля, необходимо обеспечить

двустороннюю связь между персоналом, выполняющим контроль, и эксплуатационным персоналом, осуществляющим изменение нагрузки.

Уровень непрерывных акустических и электромагнитных шумов не должен превышать 20 мкв. Средняя частота регистрации импульсных помех не должна превышать 0,01 Гц.

Для проведения пневматических испытаний баллонов с контролем процесса нагружения методом акустико-эмиссионного контроля собирают схему. ПАЭ устанавливают на цилиндрической части баллона. Для надежного АЭ контроля баллона достаточно одного ПАЭ. Проверку работоспособности АЭ аппаратуры выполняют после установки ПАЭ на объект контроля перед пневматическими испытаниями, в процессе, а также после проведения испытаний.

Подготовить прибор «Поиск-2М» для работ в 6-м режиме использованием 3-го канала. Коэффициент усиления (Ку) и коэффициент дискриминации (Кд) подобрать исходя из полного подавления АЭ помех. Для гарантированного подавления помех Кд увеличить на 20%.

На максимальном расстоянии от установленного ПАЭ произвести 5-6 имитаций сигналов АЭ посредством излома стержня карандаша диаметром 0,5мм твердостью 2Н, с углом наклона стержня приблизительно 30° к поверхности, выдвинутого на 2,5 мм.

Пневматические испытания проводить Рисп = 1,05 Рраб в соответствии с графиком нагружения.

Нагружение баллонов проводить плавно со скоростью, при которой не возникают помехи, превышающие допустимый уровень. Рекомендуемая скорость повышения давления составляет:

Рисп/60 — Рисп/20 (МПа/мин).

Пневматические испытания, в процессе которых производится АЭ контроль, подразделяют на предварительные и рабочие.

Предварительные испытания имеют целью:

- проверку работоспособности всей аппаратуры;

- уточнение уровня шумов и корректировку порога дискриминации;

- проверку закрытия вентилей, герметичность шлангов высокого давления;

- выявление источников акустического излучения, связанных с трением в местах крепления объектов, конструктивных элементах жесткости и пр.

Предварительные испытания проводят при нагружении в диапазоне 0 - 0,25 Рраб.

После достижения давлением значения 0,25 Рраб произвести выдержку в течение 10 мин., после чего давление уменьшить до 0. При необходимости нагружение до 0,25 Рраб повторить.

Регистрацию АЭ производить в течение всего цикла нагружения, выдержки и сброса давления.

Рабочие испытания проводить ступенями, с выдержками давления на уровне 0,5Рраб,

0. 75.раб, 1,0Рраб, и Рисп. Выдержки на каждой промежуточной ступени нагружения должны быть 10 минут. Количество ступеней устанавливается исходя из величины Рисп, но должно быть не меньше 2-3.

При положительных результатах выдержки при испытательном давлении, давление снизить до Рраб и сделать выдержку для регистрации сигналов АЭ и проведения внешнего осмотра наружной поверхности баллона и всех его разъемных соединений.

Регистрация сигналов АЭ производится в течение всего цикла нагружения и выдержек. В ходе АЭ контроля, опрос датчиков производить непрерывно с периодичностью не менее одного раза в 10 секунд. Результаты АЭ контроля заносят в протокол.

Выявленные и идентифицированные источники АЭ разделяют на четыре класса:

- источник I класса - пассивный источник;

- источник II класса - активный источник;

- источник III класса - критически активный источник;

- источник IV класса - катастрофически активный источник.

При регистрации сигналов АЭ в процессе пневматических испытаний классификация источника сигналов АЭ производится на основании критериев приведенных в Правилах организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (ПБ 03-593-03), либо разработанных в организации, проводящей АЭ контроль.

Действия персонала, выполняющего АЭ контроль при выявлении источников АЭ:

- I класса (пассивный): регистрируют для анализа динамики его последующего развития;

- II класса (активный): регистрируют и следят за развитием ситуации в процессе выполнения контроля, при этом в заключение и записывают рекомендации по проведению дополнительного контроля с использованием других методов;

- III класса (критически активный): регистрируют и следят за развитием ситуации в процессе выполнения контроля и предпринимают меры по подготовке возможного сброса нагрузки;

- IV класса (катастрофически активный): проводят немедленное уменьшение нагрузки до 0, либо величины, при которой класс источника АЭ снизится до уровня II или I класса и после сброса нагрузки проводят осмотр баллона.

Каждый более высокий класс источника АЭ предполагает выполнение всех действий, определенных для всех источников более низких классов.

При положительной оценке технического состояния баллона по результатам АЭ контроля применение дополнительных видов неразрушающего контроля не требуется.

В случае выявления источников акустической эмиссии в месте их расположения провести контроль одним из традиционных методов неразрушающего контроля -ультразвуковым (УЗК), магнитопорошковым (МПД), капиллярным (КД) и другими, предусмотренными нормативно-техническими документами.

Литература

1. ГОСТ 9731 - 79. Баллоны стальные бесшовные большого объема для газов на Рр< 24,5 МПа (250 кгс/см2). Технические условия.

2. ПБ 03-593-03. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов.

3. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

4. ГОСТ 26266-90. Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования.